Avances en el tractor o cómo será el tractor a 20 años vista – Helio, Más que Máquinas

El tractor es el fiel acompañante del agricultor en sus labores diarias. Una herramienta de trabajo que ha evolucionado en su «corta» vida hasta lo que es ahora. Pero… ¿cómo será dentro de 20 años? Para respondernos a esto, Helio del blog Más Que Máquinas, acepto mi colaboración. ¡Y aquí la tenéis!

Si hay un bloguero del sector agrícola que admiro y es un referente a seguir por lo que ha conseguido en su blog (alcanzar 4 millones de visitas escribiendo sobre un tema agrícola no es nada fácil), ese es Helio Catalán. Sus dos blog (Más Que Máquinas y Más Que Máquinas Agrícolas) son una fuente de conocimiento inagotable sobre las herramientas que sin duda levantan más pasiones entre los agricultores.

Y cuando aceptó mi colaboración para hablar sobre el futuro del tractor a medio plazo (20 años vista), me alegré mucho ya que mi audiencia podrá nutrirse de todo ese conocimiento de un tema en el que no soy experto por la profundidad que tiene.

Sin más os dejo con Helio y el tractor dentro de 20 años. ¡Qué lo disfrutéis!

¿Me atrevo a soñar?

Si, ¿por qué no? Ya lo he hecho antes, dos veces para ser exacto.

En aquella primera vez corría el año 1990. Una revista ya desaparecida me encargó que hizo el encargo de imaginar cual podría ser el tractor del futuro. ¡Eso si que fue suerte! ¿Quién puede decir que ha tenido la oportunidad de colocar una “cápsula del tiempo” y abrirla él mismo cuando han pasado los años fijados?

La segunda vez fue tan solo hace unos meses, y fue la prestigiosa revista Agricultura la que me encargó usar mis “superpoderes” para vislumbrar la evolución del tractor hasta 2050. Desgraciadamente yo ya no veré el éxito o fracaso de la nueva “cápsula del tiempo”, pero… ahora tengo la oportunidad de hacer un ejercicio similar para La Huerta Digital y en un periodo más corto, los próximos 10-15 años, así que ¡posiblemente pueda ver mi fiabilidad de predicción!

¿Y cual fue el éxito de la primera predicción?: Ya sabía que tendrías ganas de saberlo. Pues fue muy elevado. Yo en aquel lejano 1990 hablé de nuevas cabinas, presurizadas, suspendidas, con puestos de conducción reversible; también predecía los neumáticos de baja presión; Y mi gran acierto, ¡las transmisiones automatizadas! Por supuesto también hubo falsas predicciones, sobre todo en lo referente a motor, ¡ah! y no acerté ni una en los límites de emisiones contaminantes.

EL DISEÑO, NO DECISIVO PERO SI IMPORTANTE

Concepto: En cuanto a la arquitectura pues no va a variar demasiado pero cada vez más se irán imponiendo los tractores isodiamétricos. La estructura portante estará formada por un bastidor que soporta y aloja al motor y las cajas de transmisión.

En todo el vehículo se generalizan las suspensiones. Además al eje delantero se le dota de servofrenos de disco (apuesto por los discos húmedos igual que en el trasero)

Diseño estético: La importancia del diseño estético de la máquina es tal que los principales fabricantes optan por externalizar la labor. Empresas como Montgomery Design International, ItalDesign Giugaro, Kessels Granger Design, Pininfarina… son algunos ejemplos.

En cuanto a los materiales, el uso de chapas y vidrios van siendo sustituidos por materiales composites, es decir por polímeros como son los denominados plásticos de ingeniería y en el caso de los vidrios por policarbonato. En ambos casos con una clara ventaja en cuanto al mejor comportamiento frente a los impactos.

¿Y cada marca seguirá teniendo su color diferenciador?: creo que no. Creo que la gente cada vez se decanta por su tractor de una marca determinada pero de un color a su elección.

CABINA, PUESTO DE CONDUCCIÓN, “COMUNICACIONES” Y LUCES

Al igual que en el diseño también se incrementa el protagonismo de la cabina y lo hace desde un enfoque de mayor comodidad, mejor ergonomía y mejor presurización e insonorización.

La cabina se suspende mediante sistemas hidroneumáticos aunque también se recurre a la amortiguación convencional. Posee una visión mejorada de 360 º o incluso con la capacidad de ser giratoria

El techo solar se generaliza a través de techos de policarbonato con tratamiento para la absorción de los rayos UV.

Realidad aumentada: Con la técnica conocida como “enfoque infinito” se proyecta una imagen holográfica en el camino o la parcela frente al tractor en movimiento. Una de las aplicaciones es generar un tractor “virtual” que va delante del “real” para superponer las líneas de pasadas anteriores.

Interfaz ISOBUS: El protocolo de comunicación para transmitir mensajes entre múltiples CPUs se generaliza. Así se gestionará la gestión electrónica conjunta motor-transmisión; el climatizador de la cabina; el control de aperos…

Luces: En el apartado de luces los vehículos se decantarán por Bixenon y LED´s con calidad “luz día” y que se regulan mediante sistemas inteligentes de proyección.

MOTOR, EMISIONES Y POTENCIA

No creo que se pueda sustituir el gasóleo en los próximos 20 años aunque se verán acompañados los motores convencionales por desarrollos con otras fuentes de energía amen de que el motor sufrirá cambios con una tendencia clara: menos contaminación.

Potencia: En los últimos años la curva de potencia ya se ha “horizontalizado” Es decir ya no está subiendo la demanda de más potencia. Creo que se seguirá así o incluso irá bajando algo.

Common rail y Turbo: Los motores de combustión seguirán con tecnologías common rail pero la presión ya ha llegado a su límite y superar los 2300 bares no me parece posible. Se seguirá mejorando la inyección y se aumentará la presión de soplado de los turbos y se eliminarán o reducirán sus inconvenientes como el retraso en la respuesta utilizando biturbos, turbos de geometría variable, y la alimentación eléctrica

ECU: Se ha generalizado el motor regulado electrónicamente con mapas motor que se elegirán de forma autónoma para optimizar el rendimiento por lo que auguro una reducción “de cilindros” y de cilindrada. Los mapas de combustión estarán en “memoria” y se elige el más conveniente en función de las necesidades (minimizar consumo, extrapotencia…) También los ventiladores se han generalizado al tipo viscoso electrónico.

Digital Rights Management (DRM): Tocado el tema de las ECU´s viene añadido la discusión sobre el control del usuario sobre el software del tractor. ¿Tiene el fabricante derecho a su software y marcar el mismo como su “coto de caza”? Es necesario aclarar esta relación cliente-proveedor. Yo no me atrevo a predecir el resultado.

Euro VI: Se seguirá avanzando en las restricciones contaminantes. Presumo que en los próximos años se generalizará la obligación de que todos los vehículos por encima de los 1000 cm3 de motor estén en los límites de emisiones actualmente contenidos en la Euro VI.

Y ¿OTRAS FUENTES DE ENERGÍA?

No puedo predecir la sustitución total del gasóleo. No la veo. Si que considero que veremos tractores “híbridos” gasóleo-eléctrico, incluso por el tractor 100 % eléctrico, también habrá una clara apuesta por el hidrógeno y por el metano.

Hidrógeno: El hidrógeno se ve como alternativa debido a su gran aprovechamiento energético (del orden del 80 % frente a un máximo del 40 % en el caso del gasóleo) La alternancia de fuente energética, según la disponibilidad y/o necesidades, obligará a incluir baterías de alta capacidad, celdas de combustible o motores de combustión “convencionales” (gasoil, biogas, biocombustible)

La parte “bonita” de los vehículos con motor de hidrógeno son sus emisiones pues son considerados Vehículos de Emisión Zero (ZEV) Aunque el problema reside en como obtener de “forma verde” ese hidrógeno que actualmente se obtiene del gas natural pero que podría hacerse de forma eficiente desde el agua a través de electrolisis.

Tampoco queda claro si la línea de desarrollo que triunfa es o bien las pilas de combustible o bien el hidrógeno líquido.

Pilas de combustible: Combina las ventajas del motor eléctrico, su grado de eficacia, aceleración y de par motor, así como la posibilidad de recuperar parte de la energía de frenado (KERS y ERS) con la limpieza de la ‘combustión’ del hidrógeno. Se trata de un sistema de combustión ‘fría’ en una célula con un electrolito y los electrodos dentro de unas membranas porosas. Es una reacción controlada, no explosiva. Se liberan electrones que crean la corriente eléctrica que aprovecha el motor.

La pila de combustible en realidad no es un acumulador aunque si que actúa convirtiendo la energía química en eléctrica. Para ello se usa el hidrógeno en flujo continuo desde el exterior y se mezcla con el oxígeno. Es una reacción de muy alta eficiencia energética, es recargable y tiene un mínimo impacto ambiental.

Hidrógeno en combustión: Es la otra alternativa y consiste en usar el hidrógeno en un motor convencional. A la atmósfera tras la combustión sólo se expulsa vapor. En este caso el inconveniente es el almacenamiento bien sea como líquido (tanques criogénicos) o gaseoso a alta presión.

Metano: La parte “bonita” del metano es que se trata de un gas que se puede conseguir en la propia granja.

Ya hay fabricantes que están apostando mucho por este programa. Efectivamente ya hay tractores funcionando propulsados por metano. Son prototipos pero los hay.

Las emisiones son claramente inferiores al gasóleo (del orden del 80 % menos) El metano producido se comprime y se almacena. La autonomía debe garantizar al menos una jornada de trabajo. Otra ventaja, el metano puede convivir con gasóleo convencional por si se necesitase en caso alternativo.

Eléctrico: Varios fabricantes de primer nivel ya han sacado prototipos de tractor 100% eléctrico por batería. Los prototipos presentados 100% eléctricos se recargan de la red doméstica. También existen ya unidades “híbridas” operativas que incorporan motores de gasóleo que alimentan y cargan baterías que son las encargadas de suministrar la energía a los diferentes motores eléctricos.

Baterías: Efectivamente con el tractor híbrido o eléctrico vienen aparejadas avances en el almacenamiento de energía. Queda claro que se dirá adiós al plomo-ácido para pasar o bien al níquel-hidruro metálico (Ni-MH) o bien las de ión litio o quizá otras como las de grafeno.

Hoy por hoy parece que las de ión litio tienen ventajas incuestionables entre otras cosas porque es el sólido más ligero que existe, pero es que además su densidad energética es muy grande. Pero no todo está dicho por otras alternativas. Todo dependerá de cómo evolucionen ambas y el precio de fabricación pues ambas son fácilmente recargables mediante procesos de regeneración por aprovechamiento de la energía de frenado del tractor y freno motor (Kers y Ers) y al fenómeno de la electrificación del tractor. Por eso yo apuesto por el mundo de los supercondensadores, aún más eficientes para distribuir la energía de forma muy rápida.

KERS: O Sistema de Recuperación de Energía Cinética. Diseño basado en la reversibilidad del motor eléctrico que o bien puede ser un generador creando electricidad o bien puede ser motor para consumirla. La energía almacenada por el Kers puede utilizarse como línea sumatoria en de energía en una transmisión powershift o una CVT o incluso para alimentar componentes como el turbo y así reducir el retraso en su respuesta (ERS).

LA ELECTRIFICACIÓN DEL TRACTOR

Es un hecho imparable. Uno de los mayores avances tecnológicos que está sufriendo el tractor agrícola en las mesas de diseño de todo fabricante importante es el proceso de “electrificación” del tractor, el “All Electric” será, presumo, la tendencia, la moda necesaria en los próximos años.

La tendencia de fabricantes punteros de maquinaria agrícola de dotar a sus aperos de motores eléctricos hace necesario que el tractor se convierta en un generador de electricidad.

Componentes del tractor: ¿A qué es una gran ventaja disponer de un electroventilador en el sistema de refrigeración del coche? Pues lo mismo si se piensa en accionar eléctricamente componentes como el turbo (reduce el retardo de respuesta) o el compresor del aire acondicionado, o la bomba de agua…

Electrificación de la maquinaria agrícola: Las máquinas así diseñadas disponen de unas ventajas que son difíciles de emular: una transmisión de potencia mucho más sencilla; unos diseños más fáciles de implementar y en general un sistema mucho más eficiente y flexible en muchas aplicaciones.

En las máquinas agrícolas como abonadoras, pulverizadores, hileradores de forraje… el uso de energía eléctrica da mucha flexibilidad en el diseño. Imagina que poder variar la dosificación en un pulverizador es mucho más sencilla y exacta con actuadores eléctricos que con los mecánicos o hidráulicos. Un actuador eléctrico a diferencia de uno hidráulico o mecánico apenas tiene mantenimiento, ni mangueras o bombas, un simple cable de cobre es suficiente. También se pueden controlar los rotores o platos por separado.

En la aplicación de una agricultura de precisión, a medida que los agricultores pueden asignar a sus parcelas una información detallada, un cable de alimentación, un cable de datos, una unidad de control y un actuador eléctrico debe ser suficiente para que la sembradora sea capaz de alterar su dosis de semilla.

Remolques con tracción eléctrica: Si se dispone de un tractor capaz de proporcionar alimentación a unos motores eléctricos acoplados a las ruedas del remolque, todas o algunas, se puede conseguir mejorar la tracción en condiciones difíciles o bien permitir que el conjunto tractor-remolque circule por pendientes mayores o circular por terrenos más difíciles amén de permitir una mayor carga útil.

Dirección eléctrica: ¿Has probado el volante de una consola de juegos? pues esto es lo mismo. Se reduce del esfuerzo aplicado sobre el volante, se tiene un mejor control dinámico en transporte, se puede posibilitar disponer de una relación variable en el volante (menos en trabajo para tener una mayor rapidez de respuesta y más en transporte para incrementar la sensibilidad) o incluso variar la resistencia del volante de forma automática según la velocidad de avance.

NEÚMATICOS: LA BAJA PRESIÓN Y LA BANDA DE GOMA

Se generaliza la baja presión: Se aumentará la concienciación en reducir la compactación y la resistencia a la rodadura mientras que se aumenta la capacidad de tracción. La única forma de conseguirlo es reduciendo la presión de los neumáticos. El concepto de la baja presión y alta flexibilidad para poder soportar cargas pesadas sin hundirse, trabajando a 0,8 kg/cm² en neumáticos ultraflexibles se popularizan en los próximos años.

La banda de rodadura: En paralelo se van desarrollando y abaratando los diseños de banda de goma. Diseños que son capaces de mejorar la tracción hasta en un 50 % mientras reduce la compactación (la presión sobre el suelo es de 0,40-0,50 kg/cm²) La peor capacidad de amortiguación se palia con un sistema especializado de amortiguadores tanto en eje delantero como en cabina.

Y vosotros… ¿Cómo creéis que será el tractor del futuro? Vuestras predicciones en comentarios wink